GUIDO PEGNA Dipartimento di Fisica Università di Cagliari

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ESPERIMENTI GIOCHI E PARADOSSI CON L’ELETTRICITÀ

E L’ELETTROMAGNETISMO

Science on Stage Europe 2010

UN MISTERIOSO OSCILLATORENient’altro che un circuito RLC in serie

alimentato dalla rete a 50 Hz

InduttoreInduttore variabile

Condensatore

Lampada 200W

Nella foto non si può vedere che la lampada lampeggia…(circa a 1 Hz)

In questo momentola lampada è accesa

Il circuito è il seguente

Perché oscilla? Chi trova la risposta è molto bravo!

Due interruttori e due lampadine in serie…

Si aziona un interruttore…

Si aziona l’altro interruttore…

Si azionano ambedue gli interruttori…

Dove sta il trucco?

Una lampadina con gli estremi in corto circuito…

Tubo di rame

Come mai si può accendere?

Lampada accesa

Tubo di rame

Tasto premuto

Questo sembra un paradosso.

Cosa c’è nella base?

Levitazione: dettaglio

Ciò che levita è un piccolo magnete, senza apporto di alcuna energia dall’esterno

Magnete

Cosa è?

Una macchina elettrostatica…completamente statica.

Uso estremamente pratico

Polo ad alta tensione

Elettroscopio

Motoreelettrostatico

Spenta

Nella fotografia che segue si vede la macchina

elettrostatica in funzione.

Non vi sono collegamenti diretti!notare il motore che ruota e l’elettroscopio

Elettroscopio

Il motore sta girando

Accesa

+++ ++

Particolare dell’elettroscopio Le foglioline sono di carta velina,

che è più leggera dell’alluminio

Non sono incollate: ruotano

Si possono fare facilmente tutti gli esperimenti

di Elettrostatica

Un piccolo cannone elettromagnetico…

Dopo che ha fatto fuoco…

Condensatore

Bobina

Anello di alluminio

Un motore unipolare: questo è il magnete

Polo N

Polo S

Contatto+

-

Corrente

Il motore è fermo. Notare il riferimento…

Sta ruotando, con una pila da 1,5 V…

Un condensatore: notare il valore della capacità!

L’ultracapacitor si carica con la luce…

Celle solari

Interruttore

L’ultracapacitor carico fa girareun motorino per delle ore…

Comportamento di resistori, induttori, condensatori

Invertitore

Condensatore

Induttore

Resistore

Lampadina

Lampadina

Lampadina

Schema

Le lampadine sono in serie alla resistenza, all’induttore e al condensatore e indicano

l’intensità della correnteche li attraversa

La corrente nell’induttore, se non varia…

Uguale intensità

Corrente invertita attraverso l’induttore

Diminuisce

Nonvaria

Inversioni rapide

Corrente invertita attraverso il condensatore…

Doppiamentebrillante

Molto debole

Nonvaria

Inversioni rapide

Un apparecchio rivoluzionario per la determinazione della velocità della lucein propagazione libera

Sta su un tavolo. Niente da allineare.Pronto in un minuto. Nessun altro

strumento o componente necessario.

Trasmettitore: Laser modulato a 450 MHz

Ricevitoresincrono

scorrevole sulla guida

Unità diControllo

Si determinano le posizioni di minimo del segnale ricevuto. La luce percorre la distanza fra di esse

nel tempo (costante strumentale) di 1,1 ns

Indice

Scala

I minimi sono indicati dai minimidi un segnale audio.

La misurazione di c si esegue determinando le varie posizioni

del ricevitore nelle quali il segnale rivelato è minimo.

Se d (in m) è la distanza fra di esse, si ha:

c = (d/1,1)·109 m/s

Il fascio laser…

Spot

Trasmettitore

Ricevitorescorrevolesulla guida

La ricerca dei minimi…

Determinazione diretta di n di un liquido.La vaschetta contiene solamente 10 c.c.

Vaschetta

Scala

Traccia del fascio Laser

Un piccolo apparecchio che fa vedere l’effetto termoelettrico. Lo possono

costruire i ragazzi…

Rame

Costantana

Avvolgimento

Bussola

Termocoppia

Osservare l’indice della bussola…

Termocoppia fredda

Polo nord

Con la fiamma di un accendino…

Fiamma

Polo nord

L’ago ha ruotato di quasi 180°

Questi sono alcuni degli apparecchi ed esperimenti che potrebbero

essere esposti in funzione nella sezione Fiera del POS 2010

Il Laboratorio dove si costruiscono…

Un’altra vista del Laboratorio

Ognuno di essi lancia una sfida: “Perché? Come funziona?”

e stimola la curiosità e la volontà di capire,

con l’esercizio di razionalità, capacità creativa, buon senso,

concretezza

Alcuni di questi sono stati descritti su “La Fisica nella Scuola” e su altre riviste

Il Progetto “Sardegna Scuola Digitale” in fase

di approvazione in questi giornisi basa, per i materiali

sperimentali di Fisica, su un repertorio di oggetti

realizzati con questa filosofia

Grazie!

Science on Stage Europe 2010